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倪维斗院士关于发展生物质耦合燃烧发电的报告

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-09-14  浏览次数:0
核心提示:讲座名称:发展生物质耦合及转换发电,促进中国煤电的低碳转型报告人:倪维斗院士报告时间:2019年4月视频时长:14分(查看视频
 讲座名称:发展生物质耦合及转换发电,促进中国煤电的低碳转型

报告人:倪维斗院士

报告时间:2019年4月

视频时长:14分(查看视频点击阅读原文,或链接http://www.eptchina.com/video/record201907143487.html)

内容简介:第二届燃煤锅炉耦合生物质发电技术应用研讨会

发展生物质耦合及转换发电,促进中国煤电的低碳转型

中国工程院院士/清华大学能源与动力工程系/原副校长倪维斗

去年在天津召开的《第一届燃煤锅炉耦合生物质发电技术应用研讨会》的基础上,今年我们又在石家庄召开了第二届研讨会,作为会议主席,我首先感谢各位代表的热情参与和各位专家将要在会议上的精彩发言,并祝贺这次会议的成功召开。

大家知道,应对气候变化,推进绿色低碳发展是我国生态文明建设的重要内容,也是加快转变经济发展方式、调整经济结构的重大机遇。

2015年签署的《巴黎协定》塑造了全球能源低碳发展的方向,同时也对未来煤炭的使用提出了严格的限制。就在刚刚过去的2018年11月,联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)又发布了《全球升温1.5℃特别报告》,进一步提出:要将全球升温控制在1.5℃,到2050年煤炭在全球电力供应中的比例要降低至接近为零。这无疑对以煤炭为主的我国的能源发展提出了更严峻的挑战。

在应对气候变化和实现经济发展的双重目标下,我国能源实现绿色低碳转型的过程实际上是非化石能源与煤炭赛跑的过程。目前在我国的煤炭消费量中,电煤消耗约占一半,未来煤炭还会向煤电集中,因此,在未来几十年内,煤电工业面临的减碳压力最大。

煤电目前的排放水平约为850-1000g/kWh,尽管通过提高效率,例如采用最先进的两次再热技术,碳排放可以下降到670g/kWh,但这同巴黎协定要求的100g/kWh相差甚远,单纯依靠提高效率不能解决煤电的低碳问题。

除了提高效率以外,碳捕捉和储存(CCS)技术,也是一种可能的选择方案。但CCS技术面临着高能耗、高水耗、高成本和高占地要求的难题,而且从技术适宜角度来说,采用CCS后的煤电更宜用于稳定基本负荷,无法实现灵活调节来配合可再生能源的大量使用,因此,煤电采用CCS并不是我国煤电低碳化的优化选择。

因此,煤和生物质耦合发电,并逐步过渡到完全燃用生物质发电,认为这是一个惠而不费、快速可靠地解决煤电低碳发展的优化方案,其原因和依据有三:一是由于掺烧生物质可以显著降低煤电的碳排放,而纯烧生物质甚至可以几乎做到碳近零排放,二是煤电掺烧以及100%燃用生物质,不仅可以最大限度地保留煤电的主要设备,经济性好,而且保留煤电可靠、稳定和灵活可调的技术优点,可以作为可再生能源大规摸发电的可靠灵活调度电源;三是在燃用生物质的基础上,如果再采用二氧化碳捕集和埋存,即所谓的BECCS,可以实现负碳排放,使得煤电不仅不再是碳排放的负担,而且成为碳调节器和减碳救星。IPCC1.5度报告中,认为要实现2050年温室气体净零排放,必须使用BECCS技术。

正是因为这种惠而不费的特点,煤电改、掺烧生物质也已经成为国际趋势。《巴黎协定》后,欧盟国家在积累20年燃煤耦合生物质发电经验的基础上,正在从燃煤生物质耦合发电向燃煤生物质转换发电过渡。

基于我国能源仍然以煤为主的现状,要实现煤电的生物质燃料的耦合和转换,国家的政策推动和激励是关键,巨大的生物质燃料供应产业是支撑,可靠的混烧以及生物质燃煤技术是基础。

目前,煤电和生物质耦合发电及生物质转换发电从技术上已经成熟。根据现有技术,煤粉炉和循环流化床锅炉电厂均可改造发展成为与生物质耦合掺烧直至转换成100%燃烧生物质的火电厂。现在全世界共有150多套大容量燃煤电厂煤与生物质耦合混烧发电的实例,英国Drax电站已经成功地从掺烧开始,逐渐将6台中的4台66万千瓦煤电机组改造成100%燃用生物质,而且建立和发展了完整的供应链及燃料生产、运输、处理、燃烧技术。

在我国,2018年6月国家能源局和生态环境部也批准了84项燃煤火电厂生物质耦合发电试点工程,标志着我国较大规模地开展煤电生物质耦合发电改造工程的开始。

然而,不言而喻,要支撑我国超过10亿千瓦的煤电的低碳转型,所需要的生物质数量是巨大的,传统仅靠自然产生的农林生物质以及城市垃圾用作燃料的做法,不可能支撑转型发展,因此需要在政策强有力的支持和激励下,规划和建立生物质燃料保障体系。为此,我们提出以下建议:

第一,重视煤电工业低碳转型问题,确定把用生物质逐步替代煤炭、将煤电转变为低碳火电的发展路径,作为实现我煤电低碳转型的战略途径。

第二,开展建设生物质燃料的全国性产业的顶层设计,将其与解决“三农”、大气污染、荒漠化治理、能源发展、经济可持续发展等重要问题以及循环经济、绿水青山理念综合在一起全面考虑和规划,将发展全国性生物质燃料产业,作为国家生态文明建设和低碳发展战略的横贯性组成部分。

第三,研发和示范大型煤电掺烧和100%燃用生物质的技术,并将其作为“一带一路”煤电技术出口的新选项,迅速扭转我国出口煤电技术造成带路国家高碳锁定的批评舆论。

第四,开展一系列的战略研究:一方面,摸清2050年实现电力工业低碳转型所需要的作为基础、稳定和灵活性电源的火电的容量,以及因此所需保证的生物质燃料需求量;另一方面,摸清中国生物能源资源的现状,土地资源状况,生物能源的技术和前景,判断未来生物质能生产的潜力,并研究国际生物质燃料市场情况和未来大规模进口生物质前景。

综上,我国能源体系和煤电工业正处在低碳转型的关键期,应该抓住这一难得的历史机遇,全面建立生物质燃料的全国性产业,通过政策推动实现生物质逐步替代煤炭,实现我国绿色低碳和经济发展的双重目标,成为全球生态文明建设的重要参与者、贡献者和引领者。

文章摘选自中国电力科技网官方网站,

 
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